未來黑科技：英特爾已交付量子計算機專用芯片！

據(jù)外媒報道，10月10日，英特爾公司將一塊實驗性量子計算機芯片運送給荷蘭專家，借此證明公司的芯片封裝與集成技術(shù)在業(yè)界領(lǐng)先。

這塊芯片內(nèi)含17個超導(dǎo)量子比特(組成量子電腦的基本單元)。英特爾的量子硬件主管Jim Clarke表示，之所以選擇這個數(shù)量，是因為這是運行表層代碼糾錯的最低限度，而表層代碼糾錯是一種被認(rèn)為量子計算機小型化至有實用價值所必需的算法。

英特爾的研究合作伙伴將會在代爾夫特理工大學(xué)(Technische Universiteit Delft)和荷蘭應(yīng)用科學(xué)組織(TNO)的Qutech研究中心每一個量子比特的性能與運行表層代碼糾錯和其他算法的能力。

Clarke說，這次革新很大程度上有賴于一個公眾媒體與IEEE Spectrum(國行版名為《科技縱覽》)鮮有提及的領(lǐng)域：封裝。“一旦涉及超導(dǎo)的量子芯片，包裝就變得至關(guān)重要，”他如是說。量子比特對射頻干擾極度敏感，而這是一個需要通過封裝解決的問題。更重要的是，量子比特需要在20毫開爾文的溫度下才能工作。“這對半導(dǎo)體元件和封裝來說都是極其嚴(yán)酷的環(huán)境，”Clarke補充道。

之前的超導(dǎo)量子比特使用了一種叫做引線鍵合的技術(shù)來在芯片中傳遞信息。這種技術(shù)使用微米級的金屬絲將芯片頂端的引線端子與電路板上的封裝引腳連接。盡管使用范圍仍然不小，它已經(jīng)暴露出了能夠建立的連接數(shù)量有限的缺點。

而因特爾在這塊量子芯片上使用的是一種名叫倒裝芯片的封裝技術(shù)。這種技術(shù)是指在每一個引線端子上沉積焊接劑后翻轉(zhuǎn)芯片，再將之與電路板焊接。通過這種方法可以得到更小、更密集，自感系數(shù)也更低的芯片。

Clarke說，因為每一個量子比特都需要至少一條甚至更多的控制線，增加連接數(shù)是將量子比特的集成程度提升至能夠造出有實用價值的量子計算機程度的關(guān)鍵。為了降低延遲，量子芯片還需要令控制元件盡可能地靠近量子比特。“即使現(xiàn)在造出了一塊有百萬級量子比特的芯片，我們也沒有辦法使用它，”Clarke表示，“你只能拿它當(dāng)鎮(zhèn)紙用。”

通過推進量子計算機芯片的配套技術(shù)發(fā)展，“我們已開始制造某種看上去更像計算機的東西了，”Clarke說。

在研究速度上，因特爾的超導(dǎo)量子比特項目已經(jīng)領(lǐng)先其他方案不少。不過它也并非沒有對手。在今年早些時候，谷歌已經(jīng)為預(yù)計在今年年底完成的包括49個量子比特的量子計算機測試了包含六個與九個超導(dǎo)量子比特的芯片。研究人員希望通過這臺機器來完成對“量子主權(quán)”——使用量子技術(shù)的計算機可以在速度上超越任何一臺傳統(tǒng)計算機——的宣誓。

IBM同樣加入了這場競爭。此外，初創(chuàng)公司Rigetti也在硅谷附近設(shè)立了機構(gòu)以幫助有意向的其他機構(gòu)加入。

“這只是一場馬拉松的第一個英里，因特爾正領(lǐng)先，”Clarke說。